原创设计和测试快速激光驱动器电路（二）

 2014-4-8 12:06  1955 13 13 分类: 消费电子

马超群(Email:chaoqun_ma@126.com QQ:331332430)

4）测量激光脉冲

为了知道准确的激光脉冲形状，仅有一个电气测量激光电流是不够的。由于激光二极管的特性，测量结果会大不同。因此必须测量激光二极管的光学输出。这通常是通过使用一个扩展常规实验室设备用于电子测量。可能的方法有扩展常规示波器或者试验用PC来测量光学的激光光束。

4.1）从示波器到光学仪器

为了激光二极管脉冲的光学测量，需要一台高速示波器和一个附加的高速光电接收器。此光电接收器应该在相关频谱范围具有高灵敏度以及尽可能宽的带宽，从DC到GHz范围，以便激光脉冲的幅度和快速脉冲的边沿同样可以被测量。

图4a所示的是一个典型的光学测量装置，使用iC212高速光电接收器作为示波器的一个适配器。在这个例子里，使用一个大约12.5ns的40mW的激光脉冲发生器，脉冲幅度和上升沿时长可以使用示波器测量。示波器需要一个合适的高模拟带宽，工作频率也要到GHz范围。图4b所示的是光学脉冲响应。

图4a：激光二极管模块测量装置图4b：光电接收器iC212的激光脉冲

使用iC212光电接收器测量结果

iC212是专门为此类测量而设计的光电接收器，它是第一个此类装置，结合一个带宽范围从直流到1.4 GHz的宽光谱灵敏度，波长从320至1000nm（见图5）。它可以测量连续波和脉冲光功率，瞬态低至280ps。

图5：光电接收器频谱灵敏度

iC212在波长760nm处的增益因数是1.625V/mW。这允许光学功率测量低至子毫瓦范围。激光脉冲的上升沿和下降沿时长可以直接从示波器读出。然后光学功率可以由测量得到的幅度除以相关波长的灵敏度得出。

图6：测量功率

图6所示的示波器测量波长为635nm。灵敏度由图5得出，在635nm处，S=1.34V/mW。光学功率有下面的式子计算，其中，U是从示波器读出的幅度。

Popt(iC212) = U / S = 0.803 V / 1.34 V/mW = 0.60 mW

除了激光二极管和激光模块的光学测量，IC212也可用来测量玻璃纤维传输线，光学传输时间，照度或者激光系统的光学触发或者错误检测测试。

4.2）从计算机到USB光学仪器

另一个选择是iC227数字示波器，通过USB连接到实验计算机。它是一个非常快速和精确的双通道8GHz顺序采样示波器，基于微控制器和高速ECL差分电路。微控制器经过隔离的全速USB接口通信，全速速率12 Mbits/s。顺序工作范围是由在触发和采样电路之间插入增量时延完成。ADC转换随着一个触发事件开始以10皮秒增量采样。图7所示的是iC227配置成 4 GHz双通道示波器的功能原理。连接到iC212的被测部件来构成一个完整的光学计算机仪器。

iC227主要特性如下：

l 8 GHz带宽

l 触发输入带宽2 GHz

l 时基范围25ps到100us

l 垂直12位分辨率

l 时基精度1.5%FS+/-10ps

l 垂直精度随着CH1/CH2输入 3%FS

l 最小触发频率10KHz

l 垂直刻度10到1000 mV

l 最大输入采样电压2Vpp，触发输入4Vpp